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Abstract

Invasive species have altered ecosystems throughout the world. Centaurea solstitialis (yellow starthistle, Asteraceae) is noted as one of the most problematic invasive species in the United States, where it has invaded most states. In the western United States, it is becoming more prevalent on the margins of previously hard-to-invade edaphic communities that are critical habitat for many threatened species. The goal of this study was to evaluate the role of soil type (serpentine vs. nonserpentine) and soil moisture in C. solstitialis invasion. We used a field study to compare water relations of C. solstitialis with the native, serpentine-tolerant Hemizonia congesta subsp. luzulifolia (tarweed; Asteraceae). Additionally, we used a greenhouse experiment with controlled water treatments to examine physiological function of C. solstitialis in both serpentine and nonserpentine soils. In the field study, we found that C. solstitialis exhibited lower water-use efficiency and lower midday water potential than the native H. congesta, even though both species had access to similar levels of soil moisture. In the greenhouse, we observed lower water-use efficiency and lower midday water potential for C. solstitialis in serpentine as compared to nonserpentine soils. However, soil moisture had a greater overall impact on plant physiology than on soil type. Our results indicate that C. solstitialis exhibits growth strategies consistent with drought escape by growing quickly and tolerating high levels of water loss. As a result, this strategy may enable it to invade and succeed in some edaphic soil environments.


Las especies invasoras han alterado los ecosistemas en todo el mundo. La Centaurea solstitialis (cardo amarillo, Asteraceae) se destaca como una de las especies invasoras más problemáticas en Estados Unidos, donde ha invadido la mayoría de los estados. En el oeste de EE.UU., es cada vez más frecuente en los bordes de comunidades edáficas que antes eran difíciles de invadir y que constituyen un hábitat crítico para muchas especies amenazadas. El objetivo de este estudio fue evaluar el papel del tipo de suelo (serpentino versus no serpentino) y la humedad del suelo en la invasión de C. solstitialis. Utilizamos un estudio de campo para comparar las relaciones hídricas con la especie nativa Hemizonia congesta subsp. luzulifolia (tarweed; Asteraceae), tolerante al suelo serpentino. Además, utilizamos un experimento en invernadero con tratamientos de agua controlados para examinar la función fisiológica de la C. solstitialis en suelos serpentinizados y no serpentinizados. En el estudio de campo, encontramos que la C. solstitialis mostró una menor eficiencia en el uso del agua y menor potencial hídrico a mediodía que la H. congesta autóctona, a pesar de que ambas especies tenían acceso a niveles similares de humedad del suelo. En el invernadero, observamos una menor eficiencia en el uso del agua y un menor potencial hídrico al mediodía para la C. solstitialis en suelos serpentinizados en comparación con los no serpentinizados. Sin embargo, la humedad del suelo tuvo mayor impacto global en la fisiología de la planta que el tipo de suelo. Nuestros resultados indican que la C. solstitialis exhibe estrategias de crecimiento coherentes con la huida de la sequía al crecer rápidamente y tolerar altos niveles de pérdida de agua. Como resultado, esta estrategia puede permitirle invadir y tener éxito en algunos entornos edáficos del suelo.

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